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報告書

光硬化型樹脂を用いた止水に関する予備検討(共同研究)

大岡 誠; 前川 康成; 富塚 千昭; 村上 知行*; 片桐 源一*; 尾崎 博*; 河村 弘

JAEA-Technology 2015-003, 31 Pages, 2015/03

JAEA-Technology-2015-003.pdf:3.95MB

東京電力福島第一原子力発電所の廃炉に向けた取組みが現在すすめられている。燃料デブリ取り出しのために、格納容器内を水で満たす必要があるが、いくつかの号機では冷却水の漏えいが存在し、漏えいを止めることが最重要課題になっている。福島廃炉技術安全研究所では光硬化樹脂を用いた止水方法を検討している。紫外線照射によって硬化する材料(光硬化型樹脂)を冷却水に混ぜ格納容器の損傷部に到達させ、漏えい箇所出口にて紫外線を照射して光硬化型樹脂を硬化させ損傷部を閉塞するものである。しかしながら光硬化型樹脂は元々コーティング、または塗装剤として使用されるものであり、漏えい止水への適用性は未知である。本稿は、光硬化型樹脂の水中での基本的な硬化性能を把握し、漏えい止水への適用性を検討した結果を報告するものである。

報告書

大洗研究開発センターの原子力施設を活用したインターンシップ

竹本 紀之; 板垣 亘; 木村 伸明; 石塚 悦男; 中塚 亨; 堀 直彦; 大岡 誠; 伊藤 治彦

JAEA-Review 2013-063, 34 Pages, 2014/03

JAEA-Review-2013-063.pdf:8.46MB

我が国において原子力エネルギーは経済性及びエネルギー保障の観点で重要である。しかし、東京電力福島第一原子力発電所の事故以降、今後の原子力研究者及び技術者の不足が懸念されている。このような中、国立高等専門学校機構では、高等専門学校生を対象とし、原子力施設において実際の体験を含む原子力人材育成研修を行うことを計画した。日本原子力研究開発機構大洗研究開発センターでは、この計画に協力し、原子力防災・安全を主要テーマにJMTRをはじめとした大洗研究開発センターの原子力施設を活用したインターンシップを実施し、平成23年度から平成25年度まで合計32名の高等専門学校生が参加した。本報告は、平成23年度から3年間に実施した本インターンシップの内容と結果についてまとめたものである。

報告書

最先端研究基盤としてのJMTR及び関連施設を活用した研修; 2012年度

木村 伸明; 竹本 紀之; 大岡 誠; 石塚 悦男; 中塚 亨; 伊藤 治彦; 石原 正博

JAEA-Review 2012-055, 40 Pages, 2013/03

JAEA-Review-2012-055.pdf:93.64MB

日本原子力研究開発機構では、平成22年度から原子力産業の世界展開を支援することを目的に、原子力人材育成の観点から若手研究者・技術者を対象に、最先端研究基盤であるJMTR及び関連施設を用いた実務的な研修講座を開設している。平成24年度は、効果的な実務研修を行うため、研修者の国籍、年齢等を考慮した海外若手研究者・技術者のためのJMTRオンサイト研修(海外若手研修)及び国内の若手研究者・技術者を主体とした最先端研究基盤JMTR及び関連施設を用いた研修講座(国内若手研修)を実施した。研修は原子力の基礎から実務まで行うことを基本として、対象者に合うようカリキュラムを構成している。海外若手研修は、平成24年7月23日から8月10日に行い16名、国内若手研修は8月20日から8月31日までと9月3日から9月14日まで2回行い、合わせて35名が受講した。本報告は、平成24年度に行った研修講座の内容と研修結果についてまとめたものである。

論文

JMTRの再稼働に向けた取り組みの状況

竹本 紀之; 木村 伸明; 大岡 誠

UTNL-R-0483, p.10_1_1 - 10_1_10, 2013/03

JMTRは、2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震以降、設備機器の点検、地震応答解析による耐震健全性評価、設備の補修、法令報告事象への対応、照射設備の整備等に取り組んでおり、これらを踏まえ、平成25年度からの運転スケジュールを策定している。今後は、施設の健全性に関する説明を規制委員会に対して行うとともに、法令報告事象にかかわる配管更新作業の完了後に施設定期検査を受検し、地元自治体の理解を得たうえで、平成25年8月に再稼働することを目指すとともに、再稼働後は、世界のトップクラスの稼働率を目指して安全・安定運転に努める。また、利用拡大に向けた外部資金による設備整備、JMTRを利用した原子力人材育成、JMTRで蓄積された照射技術を活用した原子力発電所の安全性向上にかかわる先進的な監視システム開発等の取り組みを進めるとともに、JMTRの国際拠点化を目指し、積極的な活動を継続していく。

論文

Current status of JMTR

石原 正博; 木村 伸明; 竹本 紀之; 大岡 誠; 神永 雅紀; 楠 剛; 小森 芳廣; 鈴木 雅秀

Proceedings of 5th International Symposium on Material Testing Reactors (ISMTR-5) (Internet), 7 Pages, 2012/10

JMTRは軽水減速冷却タンク型の原子炉で、これまで軽水炉,高温ガス炉,核融合炉の燃材料の照射試験、放射性同位元素の生産に利用されてきたが、2006年8月に一旦運転を停止し、2007年度から改修を開始した。改修工事は、予定通り4年間をかけて2011年3月に完了したが、2011年3月11日に東日本大震災が発生し、再稼働のための性能試験の実施が遅れることとなった。さらに、地震後の詳細点検において、原子炉建家周辺等の一部被災が見つかったため、JMTR再稼働を延期し、地震後の補修及び施設の安全評価を実施することとなった。これらを完了させ、JMTRは2012年度中に再稼働し、その後2030年頃まで運転する予定である。

論文

Development of simulator for materials testing reactors; Model overview

Kollryd, T.*; Romas, A.*; Porter-Peden, M.*; 竹本 紀之; 木村 伸明; 大岡 誠; 神永 雅紀; 石塚 龍雄*; 田村 一雄*

Proceedings of 5th International Symposium on Material Testing Reactors (ISMTR-5) (Internet), 9 Pages, 2012/10

国内外の原子力人材育成や原子炉及び照射設備の運転員の技術力向上を目的として、照射試験炉シミュレータを開発した。本シミュレータは、熱出力50MWである軽水減速冷却タンク型の材料試験炉JMTRをベースに設計を行った。開発においては、炉心の核特性を高精度かつリアルタイムに模擬するため、REMARK$$^{TM}$$コードを適用し、3次元かつ時間依存の4群拡散理論に基づく核計算モデルを構築した。原子炉冷却系統においても、高精度な解析が必要な炉心部については、RELAP5-HD$$^{TM}$$コードを用いて、時間依存かつ3次元の熱水力モデルを構築した。核計算モデルは、熱水力モデルと相互に作用するように接続している。すなわち、核計算モデルからは出力を減速材に伝え、熱水力モデルからは核計算モデルに熱水力のフィードバックを伝える。炉心部外については、JTopmeret$$^{TM}$$コードを用いて簡略化した熱水力モデルを構築した。これらにより、照射試験炉の核的及び熱的挙動の忠実、かつ、リアルタイムシミュレーションを可能にした。本シミュレータは、平成24年より供用を開始し、原子力人材育成のための研修に活用している。

報告書

FBR水素製造技術開発プロジェクト 企画書

小野 清; 大滝 明; 近澤 佳隆; 中桐 俊男; 佐藤 博之; 関根 隆; 大岡 誠

JNC-TN9410 2004-013, 76 Pages, 2004/06

JNC-TN9410-2004-013.pdf:7.23MB

本企画書は、高速炉(FBR)の熱エネルギーを利用した水素製造プロジェクトにおける、水素製造技術の特徴、実用化に向けた開発計画・体制(案)についてとりまとめたものである。電力供給以外の新しいFBR利用形態の一つとして、水素製造が現在提案されている。これは、ナトリウム冷却型高速炉を念頭に、500度C程度の熱エネルギーあるいは変換後の電気エネルギーを利用し水素を製造するものである。水素は、利用時に二酸化炭素を発生しないためクリーンなエネルギーとして、将来有望な二次エネルギーとして位置付けられている。一方、今後社会はアジア地域を中心にエネルギー需要の増加が予想され、現在の化石燃料中心の一次・二次エネルギー供給は、環境への影響と安定した供給を考えると最善の方策とは言えない。「持続可能なエネルギー供給」および「地球環境に優しいエネルギー利用」の要件を満たす可能性を持つ「FBRによる水素製造技術」の開発は、重要なオプションの一つになると考えられる。 このような認識の下、将来の水素エネルギー社会の動向を予測しながら、今後サイクル機構が進める水素製造技術開発の方向性を明らかにし、ハイブリッド熱化学法、低温水蒸気改質法、及び高温水蒸気電解法の各製造技術を対象に、その課題、スケジュール、予算、開発体制について提案を行うものである。

報告書

「常陽」MK-III 14万キロワット達成記念報告会;「常陽」から「もんじゅ」へ

河野 直実; 青山 卓史; 関根 隆; 大岡 誠; 前田 茂貴; 高松 操

JNC-TN9200 2003-003, 103 Pages, 2004/03

JNC-TN9200-2003-003.pdf:19.5MB

平成16年1月28日に開催した「常陽」MK-III 14万キロワット達成記念報告会の開催概要、発表資料等をとりまとめた。

報告書

片持ちはりの衝突振動に関する基礎的検討

大岡 誠; 堀切 守人; 森下 正樹

JNC-TN9400 99-048, 493 Pages, 1999/05

JNC-TN9400-99-048.pdf:10.76MB

はり状の構造物が振動する際に、何らかの理由によって他の構造物と衝突する場合を考え、振動による破損防止の観点から、はりの振動特性が衝突によってどのような影響を受けるかについて実験及び解析によって検討した。一連の振動試験の結果、以下が明らかになった。1)衝突により、はりの振動特性は卓越振動数の加振レベル依存性や跳躍現象などの典型的な非線型挙動を示す。2)共振応答(卓越振動数による定常加振に対する応答)は単純な片持ちはりの場合や衝突部をピン支持条件とした場合が大きく、衝突によって応答は低下する。3)衝突によって振動モードが変化するので、軸方向のひずみ分布も変る。ただし、衝突によって応答が低下するので、同一入力に対する発生ひずみは片持ちはりで衝突のない場合が最大になる。はり要素とギャップ要素を用いた非線型応答解析によって、振動試験結果を精度よく再現することが可能である。

報告書

機器上下免震構造の開発(第9報 コモンデッキ方式上下免震構造の振動試験 その2)

大岡 誠; 堀切 守人

JNC-TN9400 99-060, 364 Pages, 1999/04

JNC-TN9400-99-060.pdf:7.0MB

高速炉の実用化を展望した革新的な技術開発の一環として、機器上下免震構造の開発に関する研究を現在進めている。開発の最終的な目標は、原子炉建屋水平免震に加えて内部機器(一次系)を上下方向に免震することによる3次元免震構造の実現にある。これまでの検討からコモンデッキ方式上下免震構造を創出し、本構造の最適な振動特性を設定するとともに本構造を幾何学的に縮小したモデルにより製作実現性ならびに上下方向の基本的な振動特性の把握を行なった。本報では、本構造の基本的な成立性を更に調べるため縮小モデルを使用した水平方向単独加振と水平+上下方向同時加振の振動試験を実施し、ロッキング挙動と同時加振による連成影響について以下の知見を得た。1)本構造は、水平加振により3つの振動モードを有し、上下、ロッキング、デッキ面外の振動となる。2)ロッキング振動は、2次モードとなり水平波が作用した場合、最も支配的に働く。振動数には幅があり、免震要素の構造に困るものとして皿ばねと円筒ケースの接触が主たる原因で発生する。また、ロッキングに伴う減衰は、約2$$sim$$8%であった。3)水平+上下同時加振において、振動数は連成による影響は殆ど受けず、水平、上下方向それぞれ独立に扱える。一方、減衰は影響を受け特に上下に作用する。上下単独に比べ最大で3倍強(約12$$sim$$15%)の減衰となった。4)建屋水平免震を前提とした地震入力における応答は、入力地震波の特性により傾向が異なるが、短周期成分を多く含む(もんじゅ設計地震波)波で立地が硬質条件(地盤-積層ゴム:剛)で最も上下免震効果が確認され、連成による影響はない。一方、応答変位は、同時加振により増加するが実用上問題のないレベルに抑制されている。5)地震時のロッキング応答は、同時加振により水平単独の結果に対して約2倍程度増幅するが最大で約1.2E-4(rad)程度となり十分小さいレベルであった。

報告書

低レベル廃棄物貯蔵用コンテナ耐震安全性評価試験

大岡 誠; 堀切 守人

PNC-TN9410 98-093, 551 Pages, 1998/08

PNC-TN9410-98-093.pdf:13.52MB

東海事業所環境施設部において、貯蔵管理上の耐震安全性を再確認する評価の一環として標記試験及び解析を実施し、その健全性を確認した。対象としたコンテナは、東海事業所各施設から発生する低レベル放射性不燃性固体廃棄物を貯蔵する定型コンテナと同じく使用済みフィルターなど大型のビニル梱包物の貯蔵に対応するための特殊コンテナの二種類である。試験では、貯蔵時と同様の三段積みの状態で貯蔵期間中に貯蔵場所一帯で発生すると予想される最大地震(設計用地震波:S1 相当)が作用した時の応答特性(加速度、変位)を評価し、各コンテナの耐震健全性を確認した。また、試験と同条件での動的解析評価も行い、以下の知見を得た。1)応答は、コンテナ低部位置と側板位置とに大別され、低部位置では段数に依らずほぼ一定の応答を示し、剛体として挙動する。2)低部位置と側板位置では、側板の方が応答は大きなものとなる。3)低部位置、側板位置共に、応答の異方性が見られ、特に印字(放射線マーク)が施されたフォーク口を有する面に地震が直角に作用した場合には、応答加速度は増幅する傾向を示す。4)設計地震波入力時(S1相当)の水平応答変位は非常に小さなもの(最大10mm程度)となり、健全性に影響を与えるものではない。5)コンテナの転倒防止として備えつけられる治具は応答加速度には影響を与えない。6)地震時で最も考慮すべき事象となるコンテナの転倒は、設計地震波入力において認められないとともに、試験条件の最大となる設計地震波入力の2倍においても認められなかった。7)試験、解析双方とも転倒に支配的となるコンテナ底部の応答は良い一致を示す。

口頭

Training for nuclear human resource development at JMTR

竹本 紀之; 木村 伸明; 大岡 誠; 石塚 悦男; 神永 雅紀; 石原 正博; 鈴木 雅秀

no journal, , 

原子力産業の世界展開に向け、照射試験炉センターでは、JMTRを活用した実践的な研究, OJT,研修等を通じた原子力人材育成に取り組んでいる。その一環として、海外の若手研究者・技術者を対象としてJMTRの照射利用を題材にしたオンサイト研修を2012年に開催し、アジア諸国等5か国から選抜された16名が参加した。本研修では、原子力の基礎理論やJMTRにおける照射利用、安全管理に関する座学のほか、JMTRの照射利用のための核・熱設計などの実務や新たに整備した材料試験炉のシミュレータを用いた原子炉や照射設備の模擬運転等を行った。一方、文部科学省の原子力人材育成等推進事業において、「最先端研究基盤JMTR及び関連施設を用いた研修講座」を2010年に新設し、2012年に第4回、第5回の講座を開催した。それぞれ20名及び15名の国内若手技術者,学生等が参加し、照射試験炉及び照射試験に関する基礎知識を習得した。

口頭

Real time simulation of materials testing reactors for human resource development

竹本 紀之; 木村 伸明; 大岡 誠; 神永 雅紀; 堀田 浩志*; 田村 一雄*

no journal, , 

文部科学省からの最先端研究開発戦略的強化費補助金のうち、世界最先端研究用原子炉の高度利用による国際的研究開発拠点の整備事業において照射試験炉シミュレータを開発した。照射試験炉シミュレータは、JMTRをベースとして設計し、通常運転時,異常時,事故時のほか、照射試験にかかわる照射試験炉の運転操作を行えるようにしたもので、原子力人材育成の推進や原子力発電・試験研究炉の導入を計画している開発途上国との協力関係の推進等に貢献することを目的としている。原子炉制御盤,プロセス制御盤,照射設備制御盤,インストラクタ制御盤,計算サーバ等から構成し、照射試験炉の運転操作を模擬できるほか、原子炉内の中性子のふるまい等をより理解しやすくするため、シミュレーション時の炉心部における中性子束分布,燃料温度,冷却水温度,冷却水流量等、各種パラメータをリアルタイムかつグラフィカルに表示できるようにした。

口頭

Current status toward the reoperation of JMTR

神永 雅紀; 谷本 政隆; 大岡 誠; 石原 正博; 楠 剛; 小森 芳廣; 鈴木 雅秀

no journal, , 

日本原子力研究開発機構(JAEA)の材料試験炉(JMTR)は、出力50MWの軽水冷却タンク型原子炉である。1968年3月の初臨界以来、JMTRは発電用軽水炉,HTGR,核融合炉の燃料/材料照射試験やRI生産に用いられてきた。2006年8月にJMTRは、再稼働のための外部及び内部委員会によるチェック&レビューのため、一旦運転を停止した。議論の結果、JMTRは必要な更新作業の後に運転を再開することが最終的に決定された。更新は、2007年度から開始され、一次冷却系と二次冷却のポンプモーター,核計装システム,プロセス計装システム,安全保護系などが更新された。更新は計画通り2011年3月に終了した。不運にも、2011年3月11日に、東北地方太平洋沖地震が発生した。このため、冷却系統、原子炉制御系など、JMTR再稼働前の機能テストは、地震の影響により遅れを生じた。さらに、その後の詳細調査の結果、コンクリート構造体の小さなひびなど、幾つかの損傷が見つかった。このため、JMTRの再稼働は当初の2011年6月から遅れることになった。現在、JMTRの再稼働を目指して地震後の健全性評価が実施されている。更新されたJMTRは、2012年度には再稼働予定で、2030年度ごろまでの約20年間運転される予定である。再稼動後に期待される利用分野としては、発電用軽水炉の材料/燃料に関する安全研究、HTGR、核融合炉材料などの基礎基盤研究、医療診断用Mo-99生産のような工業的用途及び原子力技術者や研究者の教育訓練などがある。

口頭

Current status toward the reoperation of JMTR

神永 雅紀; 大岡 誠; 石原 正博; 楠 剛; 荒木 政則

no journal, , 

材料試験炉(JMTR)は、出力50MWの軽水冷却タンク型原子炉である。1968年3月の初臨界以来、JMTRは発電用軽水炉、HTGR、核融合炉の燃料/材料照射試験やRI生産に用いられてきた。2006年8月にJMTRの運転は、再稼働のための外部及び内部委員会によるチェック&レビューのため一旦停止された。国内における議論の結果、JMTRは必要な更新作業の後に運転を再開することが最終的に決定された。更新は、2007年度の初めから開始され、一次冷却系と二次冷却のポンプモーター,核計装システム,プロセス計装システム,安全保護系などが更新された。更新は計画通り2011年3月に終了した。不運にも、2011年3月11日に、東北地方太平洋沖地震が発生した。このため、冷却装置,原子炉制御系など、JMTR再稼働前の機能テストは、地震の影響により遅れた。さらに、その後の詳細調査の結果、コンクリート構造体の小さなひびなど、幾つかの破損が見つかった。このため、JMTRの再稼働は当初の2011年6月から2013年まで遅れることになった。地震観測記録に基づく施設の健全性評価を実施し、その結果を規制当局に報告した。JMTRは、健全性確認報告の原子力規制庁による確認を経た後に再稼働する。JMTRは、2030年度頃までの約20年間運転される予定である。再稼動後に期待される利用分野は、発電用軽水炉の材料/燃料に関する安全研究、HTGR、核融合炉材料などの基礎基盤研究、医療診断用Mo-99生産のような工業的用途及び教育訓練などがある。

口頭

Current status toward the re-operation of JMTR

神永 雅紀; 谷本 政隆; 大岡 誠; 石原 正博; 楠 剛; 内藤 明礼; 荒木 政則

no journal, , 

日本原子力研究開発機構(JAEA)の材料試験炉(JMTR)は、出力50MWの軽水冷却タンク型原子炉である。1968年3月の初臨界以来、JMTRは発電用軽水炉、HTGR、核融合炉の燃料/材料照射試験やRI生産に用いられてきた。2006年8月にJMTRは、再稼働のための外部及び内部委員会によるチェック&レビューのため、一旦運転を停止した。議論の結果、JMTRは必要な更新作業の後に運転を再開することが最終的に決定された。更新は、2007年度から開始され、一次冷却系と二次冷却のポンプモーター、核計装システム、プロセス計装システム、安全保護系などが更新された。更新は計画通り2011年3月に終了した。不運にも、2011年3月11日に、東北地方太平洋沖地震が発生した。このため、冷却系統、原子炉制御系など、JMTR再稼働前の機能テストは、地震の影響により遅れを生じた。その後、規制当局の指示の下、3.11地震後のJMTRの健全性評価を実施した。その結果、JMTRの原子炉施設は、健全であることを確認し、2012年9月7日に規制当局に報告書を提出した。現在、報告書については規制当局の確認中である。一方、試験研究炉に対する新規制基準が2013年12月に施行予定で、JMTRの再稼働は、新規制基準への適合性を確認した後に行われる。更新されたJMTRは、2030年度ごろまでの約20年間運転される予定である。

口頭

研究拠点機能向上のための遠隔技術開発,6; 細径・自己出力型臨界監視センサーの開発

宇佐美 博士; 河村 弘; 大岡 誠; 三浦 邦明*; 鬼澤 達也*

no journal, , 

原子力機構福島研究基盤創生センターでは、東京電力福島第一原子力発電所(以下、1Fと称す)の廃止措置に向けた技術開発として「臨界監視センサー」の開発を進めている。本センサーは、1F廃炉を進めていく上で危惧される燃料デブリ取出し・処理過程におけるデブリの再臨界をいち早く検知し、臨界管理を行うための有力なセンサーとして期待されており、本研究開発によって得られる成果は、1Fの廃止措置に大いに貢献するものと考えられる。この度、臨界監視センサーの性能評価の一環としてセンサーに対し$$gamma$$線照射試験を実施したので、日本原子力学会2016年春の年会において、得られた成果・知見について報告を行う。

口頭

研究拠点機能向上のための遠隔技術開発,5; 光硬化型樹脂の止水への適用性検討

島田 梢; 大岡 誠; 前川 康成; 富塚 千昭; 村上 知行*; 片桐 源一*; 尾崎 博*; 青柳 克弘*; 河村 弘

no journal, , 

プラント設備等の配管は、劣化や腐食、災害事故等により配管に亀裂が生じ、配管内を流れている液体が漏えいする。本研究グループでは、光硬化型樹脂を用いて遠隔で止水する方法を検討している。光硬化型樹脂は高速に硬化することから種々の材料表面のコーティング、改質等様々な分野で実用化されている。しかしながら、止水への適用例はない。そのため、水中に溶かした光硬化型樹脂の特性評価の一環として、硬化特性に及ぼす固形成分濃度と硬化開始紫外線量との関係について調査した。試験の結果、水分散系光硬化型樹脂が溶液環境下で紫外線照射によって硬化し、また、模擬亀裂から滴下する樹脂溶液が紫外線により硬化することを確認した。このことから光硬化型樹脂が止水に適用できる可能性が示された。

口頭

Development of a water stoppage technique using the photo-curable resin for decommissioning

島田 梢; 大岡 誠; 前川 康成*; 富塚 千昭; 片桐 源一*; 青柳 克弘*; 柴田 卓弥; 小山 真一

no journal, , 

Several water leakage cases at Fukushima-Daiichi Nuclear Power Station (1F) have been reported. Therefore, water leakage stoppage techniques of the remote operation are required under high level radioactivity. In this study, we investigated basic properties of the photo-curable resin (PCR) in water, and applicability of the PCR to the water leakage stoppage. As the result, a water dispersion type of PCR was cured by the ultraviolet (UV) irradiation. This report suggests the PCR as one of the technique to stop the water leakage for the 1F decommissioning.

口頭

光硬化型樹脂の止水への適用性検討; 改良型光硬化型樹脂による止水技術開発

島田 梢; 富塚 千昭; 柴田 卓弥; 大岡 誠; 前川 康成*; 青柳 克弘*; 篠木 政利*; 片桐 源一*; 尾崎 博*; 小山 真一

no journal, , 

紫外線(UV)によって硬化する光硬化型樹脂(光樹脂)を流体に混入し、漏えい部で硬化させることによる、遠隔流体止水技術開発を進めている。本報は、水分散系光樹脂を改良して、UV照射量をパラメータとして硬化試験を行い、止水材料としての適用性を評価した結果を報告する。

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